鋼結構梁柱剛性連接節(jié)點優(yōu)化研究.pdf

1、隨著經濟的穩(wěn)步發(fā)展,鋼結構以其特殊的性能得以廣泛的應用.但在1994年美國的北嶺地震和1995年日本的阪神地震,以及鋼結構在施工過程中出現的事故中,曾經被認為具有良好抗震性能的鋼框架的梁柱連接處發(fā)現了大量的脆性斷裂現象.地震后人們對鋼框架梁柱連接性能及其對鋼框架結構抗震性能的影響進行了大量研究.鋼框架結構的梁柱連接多按剛性連接設計,主梁與柱的連接具有足夠剛度.鋼結構梁柱節(jié)點按照連接方法可以分為:焊接節(jié)點、螺栓連接節(jié)點和栓焊混合連接節(jié)點.

2、 首先,本文從設計角度出發(fā),分析了常用3種梁柱節(jié)點的設計方法,指出梁柱剛性連接節(jié)點設計中所存在的問題及其正確的設計方法. 其次,詳細闡述了通過利用狗骨式梁柱節(jié)點形式來優(yōu)化設計鋼框架梁柱節(jié)點.運用有限元ANSYS程序進行18個不同削弱參數的節(jié)點模型的運算,進行兩種荷載作用下受力性能的對比分析.總結出當對梁翼緣進行削弱,且如果削弱位置和尺寸設計合理時,節(jié)點在荷載作用下應力最大值將出現在具有很大塑性變形能力的梁翼緣削弱部位,偏

3、離了在很多實際工程中最容易發(fā)生脆性破壞的梁柱節(jié)點連接處,達到通過設計增加結構的延性的目的.深入討論了狗骨式節(jié)點削弱的合理位置和尺寸. 再次,比較加強式連接、狗骨式連接、翼緣增強狗骨式連接等的受力性能,指出其設計中計算方法.在彈性、彈塑性有限元分析的基礎上,對狗骨式節(jié)點和翼緣增強狗骨式節(jié)點進行了承載能力對比分析,結果表明:翼緣增強狗骨式節(jié)點設計可以將梁柱翼緣焊縫的塑性鉸有效的轉移到塑性好的母材區(qū)域,避免了在薄弱的焊根部位形成塑性鉸